[发明专利]基于直觉模糊-组合赋权-TOPSIS理论的农业面源污染控制技术的方法

说明书

本发明介绍一种基于直觉模糊‑组合赋权‑TOPSIS理论的农业面源污染控制技术的方法，包括：步骤S1、构建农业面源污染控制技术综合筛选指标体系：包括目标层、准则层、指标层；步骤S2、构建模糊决策矩阵：将步骤S1中各模型层中的多项数据信息中存在的定性数据结合直觉模糊集理论将定性数据转化为直觉模糊数，构建直觉模糊决策矩阵；步骤S3、组合赋权确定各指标的权重；步骤S4、在步骤S2和S3的基础上，确定直觉模糊决策矩阵的每一项指标对应的正、负理想解；步骤S5、获得待选择农业面源污染控制技术的综合排序结果。本发明解决了指标数据定性转定量、科学赋权和规避指标相关性精准计算距离问题。

技术领域

本发明涉及环境工程领域，具体涉及一种基于直觉模糊-组合赋权-TOPSIS理论的农业面源污染控制技术的方法。

背景技术

我国对农业面源污染防治高度重视，在该领域开展了大量技术研究与工程示范，产出众多农业面源污染控制技术。不同的面源污染控制技术在经济、环境效益方面存在显著差异，有些技术污染物削减效果较好，但因成本投入过高或运行管理困难，限制了实施应用与推广，因此，在选择适合特定流域或区域的农业面源污染控制技术时，除了考虑污染物削减等环境效益外，还要同时考虑经济、社会等方面的综合效益，才能切实开展技术应用与推广，真正发挥污染控制效果。对于该问题，目前也有相关学者开展了技术优选方法的改进研究。如张萍等综合考虑了环境、经济和生态效益三个准则，使用层次分析法和灰色关联法处理定性和定量数据，对洱海面源污染控制技术进行综合评判；张维等采用层次分析法对农业面源污染防治主要处理技术进行优选；沈丰菊等采用分层模糊积分模型对15种现有农村生活污水处理技术模式进行综合排序；张新月采用模糊综合法对辽河流域农田面源污染典型治理技术进行综合筛选。总体来看，学者们主要采用层次分析法、灰色关联法及模糊综合法等开展技术综合筛选研究，层次分析法与灰色关联法在指标数据方面能够定量与定性结合，同时灰色关联法适合数据收集不方便、指标间关系不明确的情况，但传统层次分析法的结果主观影响较强，灰色关联法过分依赖分辨参数使结果合理性和稳定性仍有待提升，模糊综合法可以有效地处理定性数据，但是其模糊数单独使用隶属度来表示，不能充分表示客观世界的模糊性；指标赋权方面，主观赋权法由于不同专家对问题的认知有所不同，所以主观随意性较大，客观赋权法依据指标数据给出的信息来确定权重，由于其客观性容易出现重要指标的权重系数小，而不重要的指标权重又大的不合理现象。

传统TOPSIS法通过构造n维指标向量空间，确定正、负理想解，并求解各待选择对象与正、负理想解之间的欧式距离，测度该筛选对象在靠近正理想解的同时远离负理想解的叠加状态，并将此叠加状态作为衡量待选择对象的综合指标。但该方法具有一定的局限性，当2个待选择对象位于正、负理想解之间的中垂线上时，对于正理想解的欧式距离可能与对于负理想解的欧式距离相等，因此可能无法合理比较出这2个待选择对象的优劣程度，而且欧氏距离是空间中两点之间的线性距离，未考虑指标之间的相关性，不能考虑属性指标之间相关性影响，当属性之间存在线性相关时欧式距离失效，从而导致结果不准确单独依据欧氏距离来判断各个方案贴近理想解的程度具有一定的不合理性。马氏距离只是考虑指标之间的协方差，而协方差与方差的性质相同，所得结果代表的是两属性对各自平均值偏差的综合程度，所以马氏距离中的协方差逆矩阵可能导致计算结果不稳定，极易放大属性之间的影响，不能精确代表两属性之间的关联程度。

因此，对于农业面源污染控制的研究上，如何形成一套比较完善的指标体系和适用的综合性筛选方法，是亟需解决的。

发明内容

为此，本发明提出一种基于直觉模糊-组合赋权-TOPSIS理论的农业面源污染控制技术的方法，其技术方案如下：

所述这一种基于直觉模糊-组合赋权-TOPSIS理论的农业面源污染控制技术的方法包括以下步骤：

步骤S1、构建农业面源污染控制技术综合筛选指标体系：包括目标层、准则层、指标层；